DE408705C - Verfahren zur Herstellung von Legierungen, insbesondere von legierten Staehlen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Legierungen, insbesondere von legierten Stählen. Bei der Herstellung von Edelstählen, insbesondere bei derjenigen von Legierungsstählen, werden vorwiegend Legierungen des Eisens mit denjenigen Metallen als Zusatz. zu den Stahlbädern verwendet, die als Legierungsmetall zugeführt werden sollen. Es «-erden zu diesem Zweck auch Legierungen des Eisens mit mehreren Metallen verwendet. Auch bei der Herstellung von anders gearteten, aus mehreren Metallen zusammengesetzten Erzeugnissen werden konzentrierte Legierungen des Grundmetalles mit dein oder den beabsichtigten Zusatzmetallen den Erzeugnissen als Zusätze bei deren I?rschnielzung hinzugefügt.
• Als Zusatzlegierungsmetalle kommen vorwiegend solche in Betracht, die in der Schmelzhitze eine große \eigung haben. sich mit Sauerstoff zu Oxvdulen oder Ox_-,-den zu @-erbinden.
• Infolgedessen enthalten die Zusatzlegierungen vielfach nennenswerte Mengen dieser Oxydationserzeugnisse. Sollen die Zusatzlegierungen den Schmelzbädern flüssig zugesetzt «erden, so tritt beim Schmelzen der Legierungen eine wesentliche Oxydation der Legierungsmetalle und eine Aufnahme der (-)xvde in die Schmelze ein.
• Die Erfinderin hat nun gefunden, daß die in Ferro- oder anderen Zusatzlegierungen enthaltenen oder bei der Umschmelzung entstehenden NZetalloxvde einen sehr ungünstigen 1?influß auf die Güte des beabsichtigten Erzeugnisses, insbesondere von Stahl, sowohl in bezug auf dessen Dichtheit, Schmiedbarkeit oder sonstige Bearbeitbarkeit als auch auf den Gefügeaufbau und Gasgehalt haben. Dieser ungünstige Einfluß wird erfindungsgemäß dadurch ausgeschaltet, daß die Ferro- und anderen "Zusatzlegierungen im desoxy dierten Zustand verwendet werden. Es wird dann die Bildung neuer Oxydmengen beim Umschmelzen der Zusatzlegierungen weitgehend beschränkt oder es können diese unmittelbar der Charge, also kalt, zugesetzt werden.
• Durch die Verwendung desoxydierter Zusatzlegierungen wird ferner erzielt, daß die gewünschten Zusammensetzungen genauer eingehalten werden können, und vor allem, daß die durch jeden noch so geringen Gehalt an Metalloxyden oder Gasen beeinträchtigte Schmiedbarkeit, Walzbarkeit oder sonstige Formgebung in der @'\'ärme weitgehend verbessert und der beim Schmieden fallende, nicht unbeträchtliche Ausschuß erheblich herabgestzt wird. Auch zeigen die Werkstoffe bei gesteigerter Zähigkeit eine verminderte Sprödigkeit, was besonders bei stark beanspruchten Werkzeugstählen in gehärtetem Zustande in die Erscheinung tritt.
• Eine Desoxydation der Zusatzlegierungen, d. h. eine Reduktion der in ihnen enthaltenen Oxydationsprodukte ist nur durch Stoffe möglich, die sich noch leichter oxydieren als die zu schützenden Legierungsmetalle. Von den zu derartigen Desoxydationszwecken geeigneten Stoffen muß gefordert werden, daß ihre Verbindung mit Sauerstoff bei sinkenden Temperaturen durch den Kohlenstoffgehalt des herzustellenden Erzeugnisses nicht reduziert wird, denn sonst würde sich Kohlenoxv(l bilden, das in dein erstarrenden Erzeugnis festgehalten würde und dessen Qualität ungünstig beeinflussen könnte. Auch dürfen sich die Oxydationserzeugnisse der zur Desoxydation verwendeten Metalle nicht zu schwer aus der Schmelze abscheiden, da sonst die Gefahr besteht, daß sie sich beim Erstarren des Erzeugnisses zwischen den Kristallen einlagern und dessen Festigkeit und Zähigkeit beeinträchtigen.
• Eingehende Versuche haben ergeben, claß es viel schwieriger ist, Oxydationserzeugnisse der Legierungsmetalle aus den Fertigerzeugnissen zll entfernen, als deren Auftreten im Schmelzbade zti verhüten. Es ist auch aus dieseln Grunde wichtig, 111r mit desox@-clieiten Zusatzlegierungen zu arbeiten.
• Als geeignetes Metall, die Ferro- und allderen Zusatzlegierungen ztt desoxvclieren, hat sich z. B. Titan erwiesen. insbesondere auch deshalb, weil in der Schmelze verbliebene Reste, die die Güte oder die Eigenschaften des Erzeugnisses beeinflussen könnten, sich nahezu ganz auscheiden. Diese Eigenschaft gestattet auch, den Zusatzlegierungen einen gewissen (Tberschuß an Titan zuzusetzen, tun die zur Einleitung der Desoxydationswirkung nötige Konzentration zu schaffen und durch einen in der Legierung zu belassenden Cberschuß all Titan eine etwa beine L'nischinelzen der Zusatzlegierung neu eintretende Oxydation zu verhindern oder deren schädliche Folgen zu beseitigen.
• Das neue Verfahren soll wie folgt ausgeführt werden: Die im Handel vertriebenen Ferro- und anderen Zusatzlegierungen werden in einem Ofen, dessen Auskleidung möglichst ,wellig Kieselsäure enthält, unigeschmolzen, und zwar unter einer sehr basischen, kieselsäurefreien Schlacke, die beispielsweise aus Kalk unter Zusatz von Fluorkalzium oder von Borsäure oder durch Verwendung voll borsaurem Kalk- oder Mischungen dieser Stoffe hergestellt werden kann.
• Ist das Bad und die Schlacke gut geschmolzen, so wird ersterem Ferrotitan oder eine andere geeignete Titanlegierung zugesetzt. Die Menge dieses Zusatzes ist bedingt durch die Beschaffenheit der Titanlegierung und der zu behandelnden Zusatzlegierungen. Es ist jedoch Wert darauf zu legen, claß eine solche Menge der Titanlegierung zugesetzt wird, claß die behandelte Zusatzlegierung noch einen nennenswerten Gehalt an Titan aufweist.
• Bei den sehr schwankenden Eigenschaften der Zusatzlegierungen können allgemein gültige Zahlen für die Menge der Zusätze nicht angegeben «-erden. Diese Mengen können aber von jedem Fachmann aus der Analyse des Rohstoffes und des Fertigerzeugnisses voll Versuchsschmelzungen ermittelt werden.
• Erfinderin hat z. B. bei einer von ihr verarbeiteten Ferromolybdänlegierung ermittelt, (laß die Desoxydation in genügender Weise eintritt, wenn für je ioo kg in der Legierung enthaltenen Molvbdän 3 kg Titan in Forin von Ferrotitan zugesetzt «-erden, soll denen etwa i?!, kg metallisches Titan in der Legierung zum Schutze gegen weitere Oxydation verbleiben.
• Erfinderin hat ferner gefunden, claß es sich nach der verwendeten Ofenart empfiehlt, zwecks Vermeidung einer Oxydation der Bestandteile der Zusatzlegierung und des Titans auf die Schlacke feinverteilten Kohlenstoff aufzubringen oder Kalziumkarbid, Aluminium oder ähnlich wirkende Stoffe (aber keinesfalls Silizium) der -Schlacke zuzusetzen, uni sie dadurch in bekannter Weise metallfrei zu machen.
• Werden Legierung des Eisens mit mehreren Legierungsmetallen oder Legierungen mehrerer Metalle als Zusatzmetall verwendet, so mttß deren Desoxvdation in gleicher Weise durchgeführt werden.
• Für die Herstellung gewisser legierter Erzeugnisse, die mehrere Legierungsmetalle enthalten, wie Schnellarbeitsstahl, empfiehlt es i:icli, die einzelnen Ferrolegierungell oder die Ferrolegierungen und reine 1Zetalle zunächst in dem Massenverhältnis zusammenzuschmelzen, in dem sie in dem Legierungsstahl enthalten sein sollen und alsdann diese Mischungen dein vorbeschriebenen Desox_vdationsverfahren zu unterwerfen.
• Erfinderin hat z. B. gefunden, claß gute Legierungsstähle erhalten wurden, wenn eine Mischung von Ferrolegierungen, die auf ioo kg Molybdän 20k- Vanaclin und 5o kg Chrom enthielt mit 6,5 kg Titan in Forin voll Ferrotitan desoxydiert wurde. Die zuzusetzenden Mengen werden aber immer mit der Beschaffenheit der handelsüblichen Ferrolegierungen schwanken.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung voll 111t Legierungsmetallen versetzten Grundinetallen, z. B. von Legierungsstählen, unter Verwendung einer oder mehrerer Zusatzlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß die "Zusatzlegierung bzw. Zusatzlegierungen in desoxvdiertem 7_tistande verwendet werden.